Бетонная смесь

 

БЕТОННАЯ СМЕСЬ, включаклцая жидкое натриевое стекло плотностью 1 ,40-1 ,42 г/см- ,кремнефтористый натрий, диабазовую или андезитовую муку, кварцевый песок и продукт поликонденсации полиэфиров ортокремниевой кислоты, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения прочности бетона через трое и семеро суток, а также повышения его кислотостойкости, она содержит дополнительно стекольный бой фракции 0,145 мм, бентонит, активированньм серной кислотой, и маточный раствор после сатурации с содержанием 5%-ной серной кислоты - отход коксохимического производства, при следующем соотношении компонентов, мас.%: Жидкое натриевое стекло плотностью 1,4-1,42 г/см 6,959-13,992 Кр.емнефтористый на:трий1,4-1,6 Диабазовая или андезитовая мука 22-24 Кварцевый песок Продукт поликонi денсации полиэфиров ортокремниевой кис (Л С лоты 0,09-0,126 Стекольный бой фракции 0,14-5 мм 38,5-41,3 Бентонит, активированный серной кислотой0,01-0,014 Маточньй раствор ч ю после сатурации с содержанием 5%-ной серной кислоты 00 отход коксохимисо ческого производства0 ,0008-0,001

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

22-24

24-26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3659997/29-33 (22) 04.08.83 (46) 07.09.85. Бюл. ¹ 33 (72) В.B. Патуроев, Н.А. Перепелкина, Ю.Ф. Садовой, В.Ф. Цуканов, Д.Л. Бейдер и В.И. Дорофеев (71) Научно-.исследовательский институт бетона и железобетона и Специализированный трест "Укрметаллургремонт" (53) 691. 327(088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹- 1039917, кл. С 04 В 19/04, 1982.

Авторское свидетельство СССР

¹ 950696, кл. С 04 В 19/04, 1980. (54)(57) БЕТОННАЯ СМЕСЬ, включающая яащкое натриевое стекло плотностью

1,40-1,42 г/см,кремнефтористый натрий, диабазовую или андезитовую муку, кварцевый песок и продукт поликонденсации полиэфиров ортокремниевой кислоты, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения прочности бетона через трое и семеро суток, а также повышения его кислотостойкости, она содержит дополнительно стекольный бой фракции 0,145 мм, бентонит, активированный серной кислотой, и маточный раствор

„„SU „„1 I 77283 А (51)4 С 04 В 28/26, 18/16, 18/18 (С 04. В 24/42) после сатурации с содержанием 5%-ной серной кислоты — отход коксохимического производства, при следующем соотношении компонентов, мас.%: жидкое на триевое с те кло пло тно ст ью

1,4-1,42 г/см 6,959-13,992

Кремнефтористый натрий 1,4-1,6

Диабазовая или андезитовая мука

Кварцевый песок

Продукт поликонденсации полиэфиров ортокремниевой кислоты 0,09-0,126

Стекольный бой фракции 0,14-5 мм 38,5-41,3

Бентонит, активированный серной кисло той 0,01-0,014

Маточный раствор после сатурации с содержанием 5%-ной серной кислоты — отход коксохимического производства 0,0008-0,001

1177283

Изобретение относится к строительным материалам, в частности к составам бетонных смесей, используемых для защиты газоотводящих сооружений тепловых электростанций, специального оборудования химических заводов, а также для изготовления кислотостойких ванн и полов, находящихся под воздействием растворов кислот.

Цель изобретения — повьппение прочности бетона через трое и семеро суток, а также повышение его кислотостойкости.

Примеры, иллюстрирующие изобретение и их физико-механические свойства приведены в табл. 1 и 2.

Продукт поликонденсации получается при синтезе и ректификации эфиров ортокремниевой.кислоты и товарных продуктов этилсиликатов и представ- 20 ляет собой по фракционному составу смесь, содержащую, %: моноэфир 15,31:, диэфир 36,82: триэфир остальное.

Содержание SiO в указанных полиэфирах составляет 60%. . 25

Продукт поликонденсации содержит октаэ ток ситрисилоксан, представляющий собой полимер, имеющий пространственную структуру ($ .0 ) 11 .

Бентонит-алюмосиликат, активиро- 30 ванный серной кислотой, порошок белого или светло-серого цвета имеет следующий химический состав, мас. :

Si0, 59,18; Mg0 2,69-3,2; Al О 25,90;

ТдО 0 6 1; Ре О 2 05; Мп0 1,1-1 5; 35

СаО 3,55-4,5; п.п.п. остальное.

О, 008

О, 980 50

34

0,008

Маточный раствор после сатурации является отходом коксохимического производства, получаемым после про- 40 пускания коксового газа, содержащего аммиак, пиридиновые основания, через маточный ра"твор, содержащий 75—

76%-ную серную кислоту. Маточный раствор после сатурации содержит,мас.%:45

Кислая соль бисульфата аммония (NH4), SO+ 60

Легкие пиридиновые основания

Фенолы

Серная кислота

Вода

Цианидсульфат

Ионы трехвалентного железа, алюминия и анионы хлора,. 0,004

Кислая соль бисульфата пиридина QQNH Н S04 Остальное

Стекольный бой — отход, стекольной промьппленности фракции 0,14-5 мм, имеет следующий химический состав, Mac.%: 8 0, 71,9; А1 Оз

Fe О 0,14; СаО 6,4; MgO 4,4;

Тз.О 0,14; На О/К О 15; SO, остальное.

Улучшение физико-механических характеристик бетонной смеси объясняется тем, что при взаимодействии жидкого натриевого стекла с продуктами поликонденсации полиэфиров ортокремниевой кислоты, алюмосиликатом маточного раствора сульфатного производства, .<ремнефтористым натрием происходит несколько процессов: йй 0 10 6Нг0+ На SiF<+ Н2 04+ (88

Кгн ОЩ ОСг Н ! t f

+ С.Н -Π— 51 — Π— 5) — О. — S1 — OC Н а5 1 гэ

ОСгН5 OC Н5 00гну а) гидратация полиэфиров с выделением этилового спирта, который улетучивается, и образование полимеркремниевой кислоты:

ОЩ ОСг Нg ОСгн5

I +НОН

Ц Si — О â€” Si — Π— % -ОС Ид

-01НХОН

0C2Hs 0CgH5 01гН

ОН ОН ОН

1 t 1

О- Ь| фΠ— 5 + 0 — 51 — ОН

I u

QH OН б) натриевое жидкое стекло при взаимодействии с серной кислотой образует ортокремниевую кислоту и сульфат натрия. Ортокремнивая кислота переходит в метакремниевую кислоту (процесс обратимый) . Метакремниевая кислота распадается на гель кремниевой кислоты и воду:

2.йагО Slp 6Н,,0+ И,SO+ — гÍ, S,;О++

+ 2й г S04 + 2HãО

И4 3104 - — Нг S105+ нг0

Н28103 510г + игО ель в) натриевое жидкое стекло модействует с кремнефтористым ем с образованием плавикового взаинатришпа1177283

S! F1, + 2 HZ 0 — 5102 + HF Ф

Ф гель

30

Т аблица 1

Содержание компонентов, мас. 7., в композиции

Компоненты

1 1 2

Кремнийфтористый натрий

1,45 1,6

1,5

1,55

Диабазовая или. андезитовая мука

22,5 24 24,4 26

23,5

25

25,5

Кварцевый песок

0,10

0,12

0,09

0,126 та и фторангидрида кремния, последний взаимодействует с водой с образованием геля кремния и фтористого водорода, который улетучивается. Плавиковый шпат взаимодействует с серной 5 кислотой с образованием сульфата натрия и фтористого водорода, который улетучивается:

1 2NaF iHgSO — HF4+NazS0g

В результате комплекса химических f5 процессов образуется соединение сложного химического и минералогического состава, включающее полимеркремниевую кислоту, гель кремневой кислоты, сульфат натрия, сульфат аммо- 20 ния, алюмосиликаты. Наличие данных соединений приводит к увеличению прочности и коэффициента кислотостойкости, так как происходит кольматация пор. 25 (2 йа2 о 5< 02 & 82 0 ) < М ((Ь и О и, (ОЯ12 П 2)+ > АЮ Ов 5 02) И"йУР6 Н250 ° (МН ° )ä10 и 5 он,5lo) и«,зо,,нн,),во, (ле,о, з о,) он он он

I I 1 (tl0 — 5; —. — 0 -Б -) — 0 - — О Н )

ll и

OH OH о

Бетонную смесь готовят следующим

35 образом.

Жидкое натриевое стекло плотностью 1,41,42 г/см 10,84765 6,959

Продукт поликонденсации полиэфиров ортокремниевой кислоты 0,11

В бетономешалку загружают тонкомолотую добавку диабазовую (андезитовую) муку, кремнефтористый .натрий, кварцевый песок, смесь перемешивают в течение 3-5 мин, а затем добавляют стекольный бой — отходы стекольной промышленности,и смесь еще допол-. нительно перемешивают 5 мин. Жидкое натриевое стекло плотностью 1,42 г/см заливают в емкость, затем отдельно смешивают маточный раствор после сатурации с водой, продуктом поликонденсации полиэфиров ортокремниевой кислоты и бентонитом, актнированным серной кислотой. Указанную смесь смешивают с жидким натриевым стеклом.

Приготовленную полимерсиликатную связку добавляют в бетономешалку и ° перемешивают в течение 7 мин.

Бетонную смесь наносят способом торкретирования или обычным вибрационным методом.

Предлагаемые составы обладают высокими прочностными характеристиками через трое и семеро суток, а также после обжига бетонной смеси при 110-500 С, высоким коэффициентом кислотостойкости (102-160X) по сравнению с известным и могут быть использованы для футеровки газоотводящих сооружений тепловых электростанций, спецоборудования химических заводов, железобетонных, кирпичных, металлических конструкций металлургических заводов, а также изготовления кислотостойких полов.

3 (4 ) з

10,008 13,9992 10,79705

1177283

Продолжение табл.1 г Содержание компонентов, мас. Х, в композиции

Компоненты

4 $

Стекольный бой фракции 0,14-5 мм

40,3791 38,5

38,5190

40,6805 41,3

Бентонит, активированный серной кислотой

0,012 0,010

0,013

0,011 0,014

Маточный раствор после сатурации с содержанием 5%-ной серной кислоты— отход коксохимического производства

О, 0009 О, 0008 О, 00095

О, 00085 О, 001

Таблица 2

Композиция

1 I 3 I

Показатели

Известная 1 2 3 4 5

ПЛОтнОсть кг/M2

2000-2400 2000

2300 2400 2200 2100

Прочность на сжатие, MIIa через

3 сут

7 сут

5-6

15

10

20

24

22 после обжига при температурак, С

150

300

35 — 40

400

500 130

145

160 в 157 Н 80, 120

121

130 в 30%-нои Н2SOФ

В 507 нОй Н2 SO

120

121

130

125

130

145

Водопоглощение, %

1,94

1,86

1,95

1,7

2,0

2,03

П р и м е ч а н и е. Коэффициент кислотостойкости определяют как отношение прочности Образцов после 10-дневного пребывания в 5, 15, 30 и 507-ной серной кислоте с прочностью воздушного хранения .предварительно высушенных н воздушносухих условиях Образцов.

Коэффициент кислотостойкости, %

I в 57.-ной H SO

45-50

40-43

39,2-39,6

35-37

120-121

82-84

82-84

82-84

157 150

125 123

125 123

141 138